使用類型標籤的Typesafe仿製藥（安全演員）

我想實現可以選擇進行類型安全演員（例如，x.cast[List[U]]）的參數化類（如List[T]）。使用類型標籤的Typesafe仿製藥（安全演員）

通過類型安全我的意思是如果類型在運行時不正確，則可能會拋出異常，但可以保證如果轉換成功，則結果值的類型爲List[U]。（例如，asInstanceOf沒有做到這一點。List(1,2,3).asInstanceOf[List[String]]會成功，但返回List不包含String秒）

我的方法是代碼，必須支持與TypeTag鑄造的所有對象。具體來說，我會實施一個Typesafe特徵與方法cast[U]，其中暗示TypeTag類型U和在運行時檢查是否類型是子類型。這是我設法拿出代碼：

import scala.reflect.runtime.universe.TypeTag 

trait Typesafe[+T <: Typesafe[T]] { 
    val typeTag: TypeTag[_ <: T] 

    def cast[U](implicit typeTag: TypeTag[U]) = { 
    if (this.typeTag.tpe <:< typeTag.tpe) 
     this.asInstanceOf[U] 
    else 
     throw new ClassCastException(s"Cannot cast ${this.typeTag} to ${typeTag}") 
    } 
}

的邏輯是：繼承Typesafe[T]類T將有實例typeTag與TypeTag[T]。然後在cast[U]中的測試只能成功，如果T確實是U的子類型（否則，cast的隱含參數不存在）。

我們可以按以下步驟實現這個特點（這是設置一個簡單的包裝類）：

class TypesafeSet[T](val set : Set[T]) 
        (implicit val typeTag:TypeTag[_<:TypesafeSet[T]]) 
    extends Typesafe[TypesafeSet[T]] { 
}

亞型工作，但不幸的是，我們需要每次都指定extends Typesafe[...]條款。

import scala.collection.immutable.ListSet 
class TypesafeListSet[T](set: ListSet[T]) 
         (implicit override val typeTag:TypeTag[_<:TypesafeListSet[T]]) 
    extends TypesafeSet[T](set) with Typesafe[TypesafeListSet[T]] { 
}

問題1：我們可以改善這種模式，這樣我們就不必重複extends Typesafe[...]條款？（目前，如果我們不重複，TypesafeListSet[T]不能轉換爲TypesafeListSet[T]。）

然而，在下面的例子中，我們有一個問題：

class TypesafeList[T](val list : List[T]) 
        (implicit val typeTag:TypeTag[_<:TypesafeList[T]]) 
    extends Typesafe[TypesafeList[T]] { 
    val self = this 
    def toSet : TypesafeSet[T] = new TypesafeListSet(ListSet(list : _*)) 
}

toSet不編譯的方法，因爲編譯器無法解析new TypesafeListSet的隱式TypeTag[TypesafeListSet[T]]。需要從typeTag中提取TypeTag[T]，然後從中重建TypeTag[TypesafeListSet[T]]。我不知道這是可能的。

問題2：如何獲得所需的TypeTag在toSet？（一種選擇將是TypeTag[TypesafeListSet[T]]類型的隱含參數添加到toSet，但向外推的問題，泄漏的實現細節，即toSet使用ListSet。）

最後，下面的代碼可以寫，違反類型安全：

class TypesafeOption[T](val option : Option[T]) 
         (implicit val typeTag:TypeTag[_<:TypesafeList[T]]) 
    extends Typesafe[TypesafeList[T]] { 
}

在這裏，我們有「不小心」在Typesafe性狀的參數使用TypesafeList。這編譯好，但這意味着現在TypesafeOption將有typeTag爲TypesafeList！（因此，cast中的檢查將不正確，並且可能會發生錯誤轉換。）我相信這樣的混音可以很容易地發生，如果編譯器能夠捕捉到這種混音，那就太好了。（在一定程度上，該類型約束T <: Typesafe[T]已經避免這種mixups（以下this），但遺憾的是沒有一個在TypesafeOption。）

問題3（answered）：我們可以細化特徵Typesafe的定義，以便不可能以某種方式實例化Typesafe，以致cast行爲不正確？

最後的幾行代碼如何將這些類應使用：

import scala.reflect.runtime.universe.typeTag 
object Test { 
    def main(args:Array[String]) = { 
    val list = new TypesafeList(List(1,2,3)) 
    val set = list.toSet 
    val listSet : TypesafeListSet[Int] = set.cast[TypesafeListSet[Int]] 
    } 
}

不幸的是，這段代碼不能編譯。編譯器找不到呼叫new TypesafeList的TypeTag。我們需要在該行中明確添加(typeTag[TypesafeList[Int]])！（原因是，new TypesafeList需要一個TypeTag[_ <: TypesafeList[Int]]，編譯器是不夠聰明，看他能只是構建一個TypeTag[TypesafeList[Int]]。）

問題4：我們如何定義TypesafeList使一個並不需要明確給TypeTag s？

最後，我有一個關於整體例如一些問題：

問題5：有（至少）兩個不同的TypeTag班在運行時，即scala.reflect.runtime.universe.TypeTag和scala.reflect.api.TypeTags#TypeTag。哪一個在這裏是正確的？

問題6：我正在比較TypeTags（即typeTag.tpe）中包含的類型。我忽略了鏡子。是否應該對鏡子進行比較？（換句話說，如果兩個類型的變量具有兼容的類型，但不同的鏡子，他們將分配兼容？）

問題7：（可能涉及到問題6）會發生什麼，如果類型相同的限定名稱是否已被不同的類加載器加載？上面的代碼在這種情況下是否正確？（即，它不應該是可能的投test.Test從類加載器加載1，從類加載器加載2 test.Test，據我瞭解。）

問題8（answered）：是TypeTag這裏的合適的儀器？或者我應該直接用Type s來標記對象？（畢竟，我僅在cast中比較了這些類型）。但據我所知（從各種討論中），TypeTag s是作爲類型安全類標記問題的解決方案提供的。爲什麼？或者TypeTag是什麼？

問題9：對此表現有何評論？在運行時比較兩種類型（使用<:<）聽起來可能很昂貴...是否有其他選擇？（我想可能是從TypeTags -pairs到Boolean這樣的地圖來記錄哪些類型是分配兼容的，但是這樣的查找速度會更快嗎？TypeTags沒有用於快速查找的唯一ID，據我所知。（GHC爲此使用「指紋」，我想。））

問題10：還有其他意見嗎？我做錯了什麼？我的結論是cast是類型安全正確的嗎？

來源

2016-07-17 Dominique Unruh

LT;博士。你的第一部分看起來像是https://github.com/milessabin/shapeless。 – pedrofurla

更具體地說：https://github.com/milessabin/shapeless/blob/master/core/src/main/scala/shapeless/typeable.scala –

shapeless/Typeable有一個類似的目標，但是有兩個重要的區別：（a）通過遞歸遍歷數據結構（例如，在list.cast（List [Int]）中檢查cast是否安全），它將遍歷列表中的所有元素並檢查它們是否是整數。）（b）需要爲任何可能用作類型參數的類型定義一個Typeable實例。（即，對於'list.cast（List [Bla]）'，我們需要一個Typeable [Bla]在範圍內。）這使得它更難作爲一個庫來使用（因爲用戶必須提供Typeable-instances爲他所有的課程。 –

編輯：這種解決方案是錯誤的。使用此解決方案時，仍然可以使用val typeTag = typeTag[Nothing]，然後將該類轉換爲任何類型。

回答問題3（我們可以細化特徵Typesafe的定義，所以它是不可能的實例Typesafe的方式，使投行爲不當？）

這可以通過指定完成一個「自我型」（見spec）。在特質中，可以指定類型T繼承該類的類應具有的類型。這是通過在特徵定義的開頭寫入this:T =>來完成的。在我們的具體情況：

trait Typesafe[+T <: Typesafe[T]] { 
    this : T => 
    val typeTag: TypeTag[_ <: T] 

    def cast[U](implicit typeTag: TypeTag[U]) = { 
    if (this.typeTag.tpe <:< typeTag.tpe) 
     this.asInstanceOf[U] 
    else 
     throw new ClassCastException(s"Cannot cast ${this.typeTag} to ${typeTag}") 
    } 
}

現在擴展Typesafe[T]任何類必須是T類型。也就是說，如果T是超類型X，則只能寫class X extends Typesafe[T]，因此提供給Typesafe的類型標記將保證爲超類型X。

來源

2016-07-18 13:28:32

回答問題8（是TypeTag合適的儀器在這裏還是應該我寧願對象直接與類型的標籤？）：

一個原因是，TypeTag有代表一個類型參數標記的類型。也就是說，TypeTag[T]靜態強制我們有TypeTag爲T。如果我們使用Type代替，則不會強制Typesafe.typeTag值是正確類型的標籤。

例子：

trait Typesafe[+T <: Typesafe[T]] { 
    val typ: Type 
    [...] 
}

現在，人們可以這樣寫：

class TypesafeSet[T](val set : Set[T]) 
    extends Typesafe[TypesafeSet[T]] { 
    val typ = typeOf[String] // !!! 
}

似乎有沒有辦法避免這種情況沒有TypeTag。

（這並不解釋，然而，爲什麼TypeTag需要有一個鏡在它除了類型。）

來源

2016-07-20 09:05:49

使用類型標籤的Typesafe仿製藥（安全演員）

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